Internationell atomtid, universell tid: Vad är det?

UTC-tid, internationell atomtid eller universell tid – vet du inte vad skillnaden är? Oroa dig inte, vi ska förklara deras funktion och respektive egenskaper.

UTC-tid, atomtid och universell tid

UTC-tiden är den globala referenstiden och står för ”koordinerad universell tid”. Det är alltså en tidsskala som bland annat bestäms av cirka 500 atomur placerade i 70 laboratorier runt om i världen. UTC-tiden infördes 1972 för att på ett enhetligt sätt definiera den internationella civila tiden. UTC-tiden ersatte Greenwich-tiden 1982, men UTC + 0 motsvarar fortfarande tiden i Greenwich-tidszonen. Tiden inom varje tidszon definieras alltså i förhållande till UTC-tiden. UTC-tiden är i själva verket en skicklig blandning av den internationella atomtiden (TAI) och den universella tiden (TU).

UTC har samma stabilitet och noggrannhet som TAI med en avvikelse på högst ett helt sekundtal, vilket gör att den ligger nära TU. Avvikelsen är fastställd till högst 0,9 sekunder. För att upprätthålla denna känsliga balans läggs en hel atomsekund, även kallad skottsekund, till eller dras ifrån UTC i slutet av juni eller december. Innan UTC infördes användes GMT, eller ”Greenwich Mean Time”, som är den genomsnittliga soltiden vid longitudernas nollmeridian. Denna meridian går genom det kungliga observatoriet i Greenwich utanför London.

Internationell atomtid

Den internationella atomtiden är en tidsskala som baseras på varaktigheten av en sekund. Vid den 13:e allmänna konferensen för mått och vikt år 1967 fastställdes att en sekund skulle vara ”motsvarar varaktigheten av 9 192 631 770 perioder av den strålning som motsvarar övergången mellan de två hyperfina nivåerna i grundtillståndet hos cesium-133-atomen”. Enkelt uttryckt: Ett cesium-133-atom utsätts för en frekvens på 9 192 631 770 Hz, vilket gör att det byter energitillstånd. Den tid som förflyter mellan energitillstånden F3 och F4 hos cesium-133-atomen är exakt en sekund. Fördelen med atomuret är att det har en enastående precision: det avviker med mindre än en sekund vart 30:e miljon år. Forskare har till och med utvecklat en strontiumatomklocka med en noggrannhet på mindre än en sekund vart 15 miljarder år! En atomur fungerar genom att utnyttja frekvensen hos den elektromagnetiska strålning som avges av en elektron när den övergår från en energinivå till en annan. Atomuret garanterar noggrannheten och stabiliteten hos den signal som det alstrar. Atomuret definierar en tidsstandard, kallad sekunden. TAI beräknas av Internationella byrån för mått och vikt . och motsvarar medelvärdet av 500 atomur som finns utspridda över hela världen. TAI används dock inte i sin nuvarande form, eftersom den inte tar hänsyn till jordens rotationshastighet under ett dygn.

Vilken roll spelar universaltiden i definitionen av UTC-tiden?

Universaltiden, eller UT, är en förbättrad version av Greenwich-tiden.TU är också en tidsenhet, men det är inte en atomär tidsenhet utan en tidsenhet som är relaterad till jordens rotation kring sin egen axel (vilket tar 24 timmar). Problemet är att jordens rotation inte är särskilt regelbunden; den kan avta på grund av tidvatten, jordbävningar eller andra inre störningar i jorden (även om denna fördröjning är ytterst liten). UTC-tiden är en kombination av dessa två tider, så att solen befinner sig på Greenwichmeridianen med en avvikelse på högst 0,9 sekunder klockan 12.00 UTC. Sekunden i UTC-tiden är densamma som den som anges av TAI. För att beräkna UTC-tiden drar man dock bort eller lägger till hela sekunder från TAI så att avvikelsen mellan TAI och TU blir mindre än 0,9 s.